Réussir un projet : de l’idée à la réalisation

a. Votre projet est-il faisable ?

          1- Réduire les besoins électriques de l’habitation 

Avant d’envisager une installation hydraulique, il faut au préalable veiller à réduire les consommations d’énergie électrique en adoptant des gestes économes et en achetant des équipements électriques performants.
 
A titre d’information, la consommation annuelle d’électricité d’un ménage moyen (hors chauffage, eau chaude et cuisson) est de 3000 kWh environ.

          2- Etudier la potentialité du site 

   - La chute d’eau 

La chute (H) est égale à la différence d’altitude entre les niveaux à la prise d’eau et la sortie de turbine. Il s’agit d’une donnée topographique mesurable sur le terrain. 

   - Les débits 

Ils vont conditionner la puissance de la centrale et sa rentabilité. Plusieurs sources sont à prendre en compte pour évaluer les débits (débit instantané, débit turbinable) : 

       - Repérage des stations de jaugeage proches du site envisagé,
       - Réalisation de mesures de débit sur le terrain complétant ainsi les autres données. 

          3- Vérifier l’autorisation d’exploiter l’eau 

L’article 1 de la loi du 16 octobre 1919 précise que « nul ne peut disposer de l’énergie des marées, des lacs, et des cours d’eau, quel que soit leur classement, sans une concession ou une autorisation de l’État ».
 
Deux régimes d’exploitations, accordés par arrêté préfectoral, ont été définis en fonction de la puissance de la centrale : 

      - le régime de l’autorisation pour les installations de moins de 4.5 MW
      - le régime de la concession pour les installations supérieures à 4.5 MW.

Ainsi, pour toute nouvelle installation, une autorisation d’exploiter la ressource hydraulique doit être demandée auprès du service chargé de la police des eaux. Cette demande d’autorisation peut être longue et fastidieuse. 

Un cas particulier : les installations fondées en titre 

Le droit d’eau «fondé en titre », remontant à l’ancien régime, appartient à un site ; dont le propriétaire ne peut être déchu sans son accord (l’exploitation de la chute d’eau doit être antérieure à 1789). Ainsi, de nombreux moulins peuvent être transformés en petite centrale hydraulique, après demande à l’administration. Cette dernière ne peut refuser l’autorisation si le débit, la hauteur de chute, les prises d’eau,… restent inchangés. Le droit d’eau est acquis lorsque l’on peut justifier l’existence de la prise d’eau avant l’abolition de la féodalité (Les cartes de Cassini sont une preuve de l’existence du moulin avant la Révolution).

b. Comment dimensionner votre installation ?

La conception de l’installation hydraulique va dépendre de plusieurs paramètres :
 
   - La hauteur de la chute.
   - Le débit du cours d’eau
   - L’objectif du propriétaire (créer un équilibre énergétique, financier, réaliser un investissemement afin de participer au développement des énergies renouvelables, etc.). 

Il est nécessaire de se rapprocher d’un bureau d’études pour dimensionner la future installation hydraulique.

c. Quel équipement choisir ?

Les équipements sont très importants et permettront d’utiliser au maximum le potentiel exploitable. Ils dépendront des caractéristiques de la chute et de l’utilisation de l’énergie produite. 

          1- La turbine 

La turbine est un moteur transformant l’énergie de l’eau en énergie mécanique. Les installations hydroélectriques rencontrées chez les particuliers correspondent à des puissances inférieures à 500 kW, voire inférieures à 100 kW pour lesquelles on trouve les turbines suivantes dépendantes des caractéristiques du site : 

      - Petites chutes (<10 m) 

- roue à aube : c’est la plus ancienne des turbines. Elle est utilisée pour des chutes de 1 à 10 m. Elle nécessite l’ajout de matériel de multiplication de vitesse de rotation avec un fort coefficient.

- turbine Kaplan ou de type hélice : Elle convient aux faibles chutes d’eau et à des débits allant jusqu’à 20 mètres cubes par seconde. Elle peut fournir une puissance de plusieurs centaines de kW.

      - Chutes moyennes (10 à 100 m) 

- turbine Francis (roue à pale) : Elle convient à des chutes d’eau plus importantes, et à des débits inférieures à 3m3/s. Elle est généralement utilisée pour des débits variant peu au cours du temps. Elle fonctionne sans multiplicateur. Son prix est élevé mais son rendement est excellent.

- turbine Banki-Mitchell ou à flux traversant : Elle est utilisée jusqu’à 200 m de chute. Son rendement est inférieur aux autres mais elle offre une bonne souplesse d’utilisation car elle supporte de forts changements de débit.

          2- La génératrice 

La turbine va ensuite entraîner la génératrice afin de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique. 

   - Génératrice asynchrone est la plus répandue (simple de construction, robuste et coût avantageux). Elle est essentiellement utilisée pour la vente de l’électricité sur le réseau. Son rendement est moins intéressant que celui de l’alternateur.
   - Génératrice synchrone (alternateur) est généralement utilisée pour de l’autoconsommation sur le site de production, sans raccordement au réseau. Son rendement est excellent mais son prix n’est pas intéressant pour des installations de faible puissance.
   - Génératrice à courant continu ou dynamo doit être exclue si l’électricité produite est injectée sur le réseau et doit être réservée à de l’auto-consommation. Son avantage est son faible prix et le fait que l’électricité peut être directement stockée dans des batteries.

d. Qui doit réaliser l’installation ?

En fonction de vos besoins et de votre propre capacité d’expertise, vous pouvez vous rapprocher d’un concepteur, d’un constructeur, d’un maître d’œuvre… Il existe également des syndicats, des ingénieurs-conseil, des constructeurs de petites turbines hydrauliques…

e. Mes démarches simplifiées.

1. Contactez les services de l’Espace Info Energie du CRER pour obtenir de plus amples informations,

2. Etudiez la potentialité du site

3. Vérifiez que vous avez l’autorisation d’exploiter l’eau

4. Contactez fournisseurs et/ou bureaux d’étude pour faire dimensionner et chiffrer votre projet

5. Réalisez les démarches administratives nécessaires à la mise en place du contrat d’obligation d’achat et la demande de raccordement au réseau